學(xué)習(xí)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具知識(shí)解決物理問(wèn)題論文
在日常學(xué)習(xí)和工作中，大家總少不了接觸論文吧，論文是指進(jìn)行各個(gè)學(xué)術(shù)領(lǐng)域的研究和描述學(xué)術(shù)研究成果的文章。那么一般論文是怎么寫(xiě)的呢？以下是小編幫大家整理的學(xué)習(xí)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具知識(shí)解決物理問(wèn)題論文，歡迎閱讀，希望大家能夠喜歡。
物理學(xué)中有大量的概念和定律是用數(shù)學(xué)式來(lái)表達(dá)和定義的，所以要學(xué)好物理離不開(kāi)數(shù)學(xué)知識(shí)的運(yùn)用，具體做法大體包括以下幾個(gè)方面：
一、正確理解物理中數(shù)學(xué)表達(dá)式的物理意義。
物理公式中大體分三類(lèi)：一類(lèi)是物理量的定義式；一類(lèi)是物理量的決定式，這類(lèi)公式一般是根據(jù)實(shí)驗(yàn)或推導(dǎo)得出的物理定律或定理；一類(lèi)是物理量之間的關(guān)系式，不管哪一類(lèi)物理公式，都應(yīng)注意它是抽象的數(shù)學(xué)公式在應(yīng)用中的具體化，也就是說(shuō)物理公式都有其具體內(nèi)容與物理意義，而數(shù)學(xué)公式大都是抽掉了具體內(nèi)容的數(shù)量關(guān)系。因此，必須強(qiáng)調(diào)從物理意義上來(lái)理解和掌握物理公式，例如力學(xué)中密度的定義式＝m/V，變形為m=V，對(duì)同一種物質(zhì)，是一定的，無(wú)論質(zhì)量和體積大小如何，總是不變的。因此，與m與V之間不存在函數(shù)關(guān)系，不能說(shuō)與m成正比，與V成反比，但變形后m=V，從物理意義上的理解為質(zhì)量的決定式，同種物質(zhì)V不同，則m不同，可見(jiàn)，m=V公式中和V都可以作為自變量出現(xiàn)，而m就是因變量了。學(xué)生中常常出現(xiàn)亂套公式的現(xiàn)象，究其原因就是對(duì)物理公式?jīng)]有注意從物理意義來(lái)把握。
二、會(huì)用數(shù)學(xué)形式表述物理概念和物理規(guī)律。
科學(xué)認(rèn)識(shí)的一般過(guò)程，往往是在開(kāi)始階段只對(duì)事物進(jìn)行定性的描述和研究，然而只有進(jìn)行精確的定量研究才能更深入地認(rèn)識(shí)事物的本質(zhì)，任何一門(mén)科學(xué)只有在能引進(jìn)數(shù)學(xué)方法時(shí)，才算達(dá)到完善的地步，物理概念從定性研究進(jìn)入定量的描述，從而確定了物理量，各有關(guān)聯(lián)的物理量之間，從定性關(guān)系的分析，進(jìn)入到定量的表述而形成了物理規(guī)律，要運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)解決物理問(wèn)題，首先是學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)方法來(lái)表述概念和規(guī)律，在中學(xué)物理學(xué)中，主要是用公式和圖象法來(lái)表達(dá)概念和規(guī)律的。例如物理的定義，總是根據(jù)實(shí)驗(yàn)的分析，建立定義公式，其中一些描述狀態(tài)的物理量，不少量?jī)H用比值法來(lái)定義的，如場(chǎng)強(qiáng)的定義式E=F/q，電勢(shì)的定義式u=，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=F/IL，速度為v=s/t，加速度為a=等，其中一些描述過(guò)程的物理量，常常是根據(jù)該量的有關(guān)因素來(lái)定義的，如功的定義式為W=Fscosα，沖量的定義式為I=F?Δt，它們是根據(jù)力對(duì)時(shí)間或空間的累積效果的相關(guān)因素來(lái)定義的，反映物理量之間關(guān)系的物理定律，多數(shù)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)的研究，確定該量的'決定條件，然后用數(shù)學(xué)方法建立該量的決定式。例如庫(kù)倉(cāng)定律的公式是通過(guò)庫(kù)倉(cāng)扭秤的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，寫(xiě)成比例式為F=q1q2/r2；然后寫(xiě)成等式為F=kq1q2/r2；又如電阻定律也是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，寫(xiě)成比例式為R＝l/s，再寫(xiě)成等式為R＝l/s，凡屬于由比例式變?yōu)榈仁�，都有一個(gè)比例系數(shù)問(wèn)題的處理，一般地說(shuō)，比例系數(shù)的值，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行測(cè)定，而且其值與所取的單位制有關(guān)。不過(guò)其中有的比例系數(shù)不具有物理意義，也就是它不僅反映某種物理特性，而有的比例系數(shù)具有物理意義的，也就是說(shuō)它能表明某種物理特性（如電阻定律中的，它表明組成導(dǎo)體的材料的電阻特性）。會(huì)根據(jù)表述規(guī)律的方程作出函數(shù)圖象，另一方面能利用函數(shù)圖像了解物理意義，就是說(shuō)既能作出函數(shù)圖像，又能從圖像了解其物理意義。
三、用所學(xué)的數(shù)學(xué)知識(shí)對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行分析，運(yùn)算和推導(dǎo)。
對(duì)物理問(wèn)題的分析，對(duì)物理結(jié)果的推導(dǎo)，都離不開(kāi)數(shù)學(xué)運(yùn)算能力，表現(xiàn)在運(yùn)算的準(zhǔn)確性、技巧性和運(yùn)算速度上。當(dāng)然，物理問(wèn)題的運(yùn)算是不能脫離物理意義的分析，特別是對(duì)一些運(yùn)算結(jié)果的結(jié)論，要著眼于物理意義上的分析。如我們學(xué)習(xí)勻速直線運(yùn)動(dòng)中的s=vt，不用代數(shù)方法，而利用圖像方法來(lái)處理，這樣做簡(jiǎn)單直觀。
總之，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)表述物理規(guī)律，正確理解物理公式，以及物理問(wèn)題的分析，推導(dǎo)的運(yùn)算過(guò)程，是學(xué)習(xí)物理的重要工具。
拓展：數(shù)學(xué)計(jì)算工具的歷史介紹
在漫長(zhǎng)的歷史長(zhǎng)河中，隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人類(lèi)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)所運(yùn)用的工具，也經(jīng)歷了由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由低級(jí)向高級(jí)的發(fā)展變化。這一演變過(guò)程，反映了人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界、改造世界的艱辛歷程和廣闊前景。
現(xiàn)在我們溯本求源，看一看計(jì)算工具是怎樣演化的：
1.石塊、貝殼計(jì)數(shù)
原始社會(huì)，人類(lèi)智力低下，當(dāng)時(shí)把石塊放進(jìn)皮袋，或用貝殼串成珠子，用“一一對(duì)應(yīng)”的方法，計(jì)算需要計(jì)數(shù)的物品。
2.結(jié)繩計(jì)數(shù)
就是在長(zhǎng)繩上打結(jié)記事或計(jì)數(shù)，這比用石塊貝殼方便了許多。
3.手指計(jì)數(shù)
人類(lèi)的十個(gè)手指是個(gè)天生的“計(jì)數(shù)器”。原始人不穿鞋襪，再加上十個(gè)足趾，計(jì)數(shù)的范圍就更大了。至今，有些民族還用“手”表示“五”，用“人”表示“二十”，據(jù)推測(cè)，“十進(jìn)制”被廣泛運(yùn)用，很可能與手指計(jì)數(shù)有關(guān)。
4.小棒計(jì)數(shù)
利用木、竹、骨制成小棒記數(shù)，在我國(guó)稱(chēng)為“算籌”。它可以隨意移動(dòng)、擺放，較之上述各種計(jì)算工具就更加優(yōu)越了，因而，沿用的時(shí)間較長(zhǎng)。劉徽用它把圓周率計(jì)算到3.1410，祖沖之更計(jì)算到小數(shù)點(diǎn)后第七位。在歐洲，后來(lái)發(fā)展到在木片上刻上條紋，表示債務(wù)或稅款。劈開(kāi)后債務(wù)雙方各存一半，結(jié)帳時(shí)拼合驗(yàn)證無(wú)誤，則被認(rèn)可。
5.珠算
珠算是以圓珠代替“算籌”，并將其連成整體，簡(jiǎn)化了操作過(guò)程，運(yùn)用時(shí)更加得心應(yīng)手。它起源于中國(guó)，元代末年(1366年)陶宗義著《南村輟耕錄》中，最初提到“算盤(pán)”一詞，并說(shuō)“撥之則動(dòng)”。十五世紀(jì)《魯班木經(jīng)》中，詳細(xì)記載了算盤(pán)的制作方法。
到了現(xiàn)代，一種新型的電子算盤(pán)已經(jīng)問(wèn)世，它把算盤(pán)與電子計(jì)算器的長(zhǎng)處集為一體，是一種中外結(jié)合的新型計(jì)算工具。
6.計(jì)算尺
公元1520年，英國(guó)人甘特發(fā)明了計(jì)算尺，運(yùn)用到一些特殊的運(yùn)算中，快速、省時(shí)。
7.手搖計(jì)算機(jī)
最早的手搖計(jì)算機(jī)是法國(guó)數(shù)學(xué)家巴斯嘉在1642年制造的。它用一個(gè)個(gè)齒輪表示數(shù)字，以齒輪間的咬合裝置實(shí)現(xiàn)進(jìn)位，低位齒輪轉(zhuǎn)十圈，高位齒輪轉(zhuǎn)一圈。后來(lái)，經(jīng)過(guò)逐步改進(jìn)，使它既能做加、減法，又能做乘、除法了，運(yùn)算的操作更加簡(jiǎn)捷、快速。
8.電子計(jì)算機(jī)
隨著近代高科技的發(fā)展，電子計(jì)算機(jī)在二十世紀(jì)應(yīng)運(yùn)而生。它的出現(xiàn)是“人類(lèi)文明最光輝的成就之一”，標(biāo)志著“第二次工業(yè)革命的開(kāi)始”。其運(yùn)算效率和精確度之高，是史無(wú)前例的。在此之前，英國(guó)數(shù)學(xué)家桑克斯用了22年的精力，把圓周率π算到小數(shù)點(diǎn)后707位，以至在他死后，人們?cè)谄淠贡峡讨械?07位數(shù)值，表達(dá)了對(duì)他的毅力和精神的欽佩。
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